18日晚,入轨飞行的神舟十一号飞船追寻天宫二号空间实验室,将实现交会对接,为航天员打开太空的家门。由中国航天科工二院25所自主研制的交会对接微波雷达,将凭借其高精度测量能力挑起重担。

作为实施交会对接任务的关键敏感器,这个只有A4纸大小、重量还不到6公斤的袖珍高科技曾圆满完成“天宫一号”与“神八”“神九”“神十”交会对接任务,牵引着“天神”在相距几百公里外“相识”,再从“相遇”到“相连”,获得了太空“千里眼”的美誉。

“本次交会对接任务中,神舟十一号飞船上搭载的微波雷达是在神舟十号微波雷达技术状态基础上升级改造的产品,而天宫二号上的微波应答机则是交会对接微波雷达家族的第二代产品,更小、更轻、更低功耗,也更可靠。”交会对接微波雷达总工程师孙武介绍说,升级版微波雷达的软件、硬件均发生了变化,具有搜索空域更大、捕获时间更短等特点。

孙武说,在测量范围上,升级版雷达的跨度上至北京五环一整圈,下至一张桌子的长度;在如此之大的范围内,其测距精度误差小于20厘米;测角精度上,可以分辨相当于人在数米外看视力表相邻两行之间夹角的角度;测速的误差小于蚂蚁爬行的速度。

同时,研制团队为升级版微波雷达增加了通信功能,意味着飞船和天宫二号的沟通会更及时、更精准。孙武表示,以往沉默的“千里眼”会“说话”了,变得更加强大。

对于完全立在舱外的雷达来说,太空中充斥的各种高能粒子是最危险的“敌人”。它们会像潮水一样冲击微波雷达,造成雷达误码,甚至“失去锁定”。

所以微波雷达要在太空中“保持状态”,准确、迅速地捕获目标并不容易。而目标捕获后,微波雷达紧紧锁定天宫二号。在极短的时间内,神舟十一号与天宫二号将以比子弹速度快约8倍的速度相互靠近。这一阶段,“稳定”更是重中之重。

为此,新一代微波雷达增强了抗单粒子打翻的能力,还采取动态刷新等措施。“就像披上了一层自我修复的盔甲,在应对高能粒子冲击时,能够及时识别损伤细胞并快速克隆再生,恢复产品正常功能,抗辐射性能提高1个数量级以上。”微波雷达软件工程主任设计师徐秋峰介绍说。

“即使面对空间粒子的‘枪林弹雨’,微波雷达依然能坚守岗位。”孙武自信地说。

记者了解到,神舟十一号飞船发射入轨后,交会对接微波雷达将完成加电、开机自校准流程;然后进行目标捕获并稳定跟踪,精确给出神舟十一号飞船与“天宫二号”间的相对距离、速度、角度、角速度等位置和姿态信息;为了确保空间交变温度环境下的测量精度,指控中心将控制微波雷达再进行一次在轨校准流程,然后再次快速捕获目标,此后一直稳定跟踪目标,直到交会对接任务圆满结束。

（来源：科技日报）